大薸生态塘-渔业模式对猪场粪污沼液氮磷消纳研究

规模化畜禽养殖的废物排放是中国农村生态环境污染的主要原因之一,如何生态处理这些废物是当前生态建设亟待解决的问题。该文通过盆栽试验并结合一定规模示范,研究了以大薸(Pistia stratiotes)为生态塘的水质净化植物,同时作为渔业饵料设计的生态塘-渔业模式对猪场粪污沼液中氮、磷的消纳。结果表明,沼液中氮、磷浓度在合适范围(NH_4~+-N为3.0~5.0 mg/L,TP为0.38~0.63 mg/L)时,大薸生长速度较快,7 d内平均单株有效分蘖数可达9.3个,鲜重增重率则达140.8%;大薸具有较强的水质净化能力,氮的平均去除率达97.2%,磷达85.1%。生态塘(400 m~2)示范结果进一步证实,大面积种植大薸并用作饵料(放养模式为青-草-鲢-鳙-鲫-扁),水体的氮、磷并未出现持续升高现象,相反,总体下降,说明大薸生态塘-渔业养殖模式能够有效地消纳沼液中的氮、磷。据捕捞对象总产量及其体内氮、磷含量,在维持水质不变的前提下,1 hm~2生态塘1年可安全消纳猪场粪污沼液约2 761 m~3(相当氮为726.8 kg,磷为74.6 kg)。沼液-大薸-养鱼放养模式的年利润为全投喂配合饲料养鱼利润的200%左右。该结果说明,生态塘-渔业模式可有效地利用水环境中的氮、磷,实现污水的生态处理。     

牛粪发酵沼液DOM与Fe (III)离子络合机制研究

采用荧光光谱、红外光谱、平行因子（PARAFAC）分析及二维相关光谱（2D-COS）分析来解释Fe （III）与牛粪发酵DOM的络合异质性及机制.结果表明,PAFAFAC能够识别6个荧光组分,包括类蛋白（C2）、类富里酸（C1）、类腐殖酸（C4、C5）、类蛋白与类富里酸和类腐殖酸结合的荧光组分（C3、C6）.2D-SYS-COS分析仅能识别类蛋白和类富里酸荧光物质,DOM中类蛋白荧光为主要的荧光组分.2D-COS分析表明,在334nm处的类富里酸荧光组分优先与Fe （III）离子发生络合作用,络合次序为334nm→306nm.DOM中能够优先与Fe （III）发生络合作用的为仲铵盐-NH₂基团,各官能团组分与Fe （III）发生络合作用次序为2265→2771→1528→1310→1805→1479cm^-1.双对数模型计算结果表明牛粪发酵沼液DOM能够与Fe （III）形成高化学稳定性的络合物,其络合常数在4.34~7.03之间,研究结果能够为沼液施用土壤金属离子的形态分布和迁移转化提供理论指导.     

耐高浓度沼液产油小球藻的分离鉴定与特征分析

本研究从长期在空气中放置的沼液中分离得到1株可以耐受高浓度沼液的藻株,经形态和分子生物学方法鉴定为小球藻属的一种,命名为Chlorella sp.BWY-1.本研究所用的沼液来自于以固液分离后的猪场废水为发酵原料的沼气工程.与普通小球藻Chlorella regularis(FACHB-729)的对比研究表明,Chlorella sp.BWY-1在BG11和不同浓度的沼液中都有相对较强的生长速率、生物量积累能力和氮磷等污染物去除能力.Chlorella sp.BWY-1在BG11中有最高的生长速率和生物量生产力(324.40 mg·L-1,以dw计),但是其含油量和油脂生产力随着沼液浓度的增加而增加.在未稀释的沼液中Chlorella sp.BWY-1的含油量可达44.43%,油脂生产力达108.70 mg·L-1.分析结果表明该藻株在养殖废水处理和生物能源方面具有一定的应用潜力,可以结合固液分离、厌氧发酵等其他技术用于养殖场废水的处理和生物柴油的制取.     

生物质覆盖对沼液污染气体排放的影响及机制

为探究锯末、园林废弃物和玉米秸秆在相同覆盖质量(650g)下对奶牛场黑膜沼气池发酵产生的沼液贮存过程中污染气体排放的影响,采用动态箱法测试了3种材料覆盖下沼液的氨气(NH₃)、硫化氢(H₂S)、氧化亚氮(N₂O)、甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)的排放量.结果表明,与不覆盖处理相比,覆盖对NH₃有明显的减排效果,但N₂O、CH₄、CO₂和H₂S的排放量有所增加,从而提高了综合温室效应.总CO₂排放当量增幅为:园林废弃物(26.0%)>玉米秸秆(24.7%)>锯末(12.9%).从微生物群落结构来看,覆盖处理抑制了具有化能异养、好氧化能异养、硝酸盐氨化、硝酸盐还原、亚硝酸盐呼吸和硝酸盐呼吸等功能的微生物活性,降低了沼液内部的碳、氮、硫循环强度.与园林废弃物和玉米秸秆相比,锯末覆盖明显降低了沼液内部拟杆菌科(Bacteroidaceae)...     

食物性有机垃圾资源化方法

食物性有机垃圾主要来自城镇菜场垃圾、餐馆饮食业垃圾、家庭厨房垃圾和果品市场的瓜果皮等食物生产、销售和消费过程，其共同特征是含水率高、易腐烂、营养元素丰富、有害物质少，既易于专门收集，又易于厌氧发酵处理，沼渣、沼液可可做高效有机肥，全部实现无害化和创造经济效益。我国应该重视专门收集处理和综合利用食物性有机垃圾，减少垃圾填埋的数量、节省占地和保护环境。     

小球藻高效净化猪场废水厌氧发酵沼液研究

为了净化脱除养猪场废水厌氧发酵沼液中的主要污染物,本文利用臭氧氧化对沼液灭菌并且降解其中的大分子有机物(效果优于高压蒸汽灭菌法),然后高效培养小球藻转化为生物质变废为宝.研究了通入不同体积浓度CO_2以及在沼液中补充部分营养盐对微藻生长净化沼液的影响.当CO_2体积浓度从2%逐渐增加到30%时,微藻生物质产量和脱除污染物效率先升后降,并在体积浓度为15%时达到峰值.当沼液中补充添加营养盐10 mg·L~(-1)磷和1 mg·L~(-1)铁时,微藻生物质产量相对未添加条件进一步提高了29.1%,达到了5.81 g·L~(-1),相应的COD、TN、NH_3-N、TP和抗生素替米考星等污染物脱除效率分别提高到88.5%、91.2%、93.6%、98.9%和90.7%.因此,小球藻可高效净化猪场厌氧发酵沼液同时生产高值生物质,具有良好的应用前景.     

猪场沼液的卷式反渗透膜浓缩试验研究

沼液的养分浓缩和体积的减量化是其高效利用的前提。研究了不同条件下反渗透膜对预处理后沼液的浓缩效果,比较了不同反渗透膜操作压力、沼液初始pH值、沼液温度以及不同体积浓缩倍数对沼液浓缩的影响及规律。在此基础上,通过正交试验综合考虑体积浓缩速率、主要养分浓度和养分截留率,得出最适宜的反渗透膜浓缩条件为:操作压力为3500 k Pa、沼液温度为35℃,初始pH值为5. 0。     

沼液一体化综合处理与循环利用工艺探析

目前沼液处理的新方向为沼液过滤膜浓缩,相关企业也加大该方向的研究力度。本文对沼液一体化综合处理与循环利用工艺的探析时,是在沼液预处理时将生物质材料秸秆作为滤料,并对生物质堆肥材料的效果进行合理分析。分析发现秸秆等对沼液的过滤具有良好的效果,并将秸秆晾晒高温处理后,堆肥效果较为理想。     

HN-AD菌生物强化接触氧化工艺处理猪场沼液

针对养猪废水采用传统工艺经厌氧发酵处理后,形成高氨氮低碳氮比沼液,导致脱氮效果差、工艺流程复杂、启动周期较长等问题.本研究以异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌为生物强化剂,以PAN活性炭纤维作为填料的生物接触氧化池(BCO)为生物膜反应器,形成生物强化BCO工艺处理猪场沼液.前期污泥驯化阶段发现,NH_4~+-N浓度高于500 mg·L~(-1)时,污染物去除率明显降低,经HN-AD菌剂生物强化后,耐受NH_4~+-N浓度可高于600 mg·L~(-1)且能保持污染物的高效去除.采用HN-AD生物强化的BCO工艺处理真实猪场沼液,对NH4+-N、TN和COD的平均去除率分别为86. 9%、70. 5%和74. 4%,分别高于传统处理工艺的57. 6%、50. 3%和50. 0%,出水浓度均低于相关污染物排放标准.采用高通量测序技术研究了功能菌富集过程中微生物群落结构的变化规律,结果表明,生物膜内属于HN-AD菌的优势菌由Alcaligenes这一种菌属增加为生物强化后的Diaphorobacter、Acinetobacter和Thauera等多种菌属,且Acinetobacter菌属的相对丰度明显高于接种菌剂.扫描电子显微镜结果也进一步证实了生物强化的存在,紧密附着在填料上的生物膜层表面富集了以杆状和球状为主的HN-AD功能菌.     

沼液土层渗灌自然净化处理及施肥技术

随着畜牧业的发展,特别是大城市郊区专业化、集约化饲养基地的成批建成,在城市副食品供应得到改善的同时,大量畜粪尿对环境的有机污染,日益加剧,已成为影响大城市郊区水质和生态环境的主要因素之一。为此,寻找一项适合郊区特点,经济实用,科学有效的粪尿处理技术,已是现实而迫切的课题。土壤具有良好的理化特性。其微生物的分解作用,植物根系的吸收作用,都能促使有机污染物的净化。从1988年开始,我们在上海市川沙县严桥乡进行了大猪场沼液土层渗灌自然